[发明专利]一种测量车桥系统动力响应的模拟系统及方法

说明书

本发明属于桥梁领域，特别是一种测量车桥系统动力响应的模拟系统及方法。包括：刚性支架；振动台：放置在刚性支架两底端之间的地面上；悬臂墩试件：上端为固定端，下端为自由端；C型支架：设置在振动台，侧面设置电容式加速度计Ⅲ；电容式加速度计Ⅰ：设置在悬臂墩试件的一侧，水平放置；电容式加速度计Ⅱ：与电容式加速度计Ⅰ并列设置，竖直放置；线性可变差动变压器：设置在悬臂墩试件的另一侧，与电容式加速度计Ⅰ水平高度相同；控制系统：用于振动台位移输入大小的控制和数据的采集处理。本发明的系统，基于数据采集系统，通过输入实时位移数据在振动台上模拟列车，且不需要实时的固定参考，可以精准的确定桥梁的横向位移。

技术领域

本发明属于桥梁领域，特别是一种测量车桥系统动力响应的模拟系统及方法。

背景技术

桥梁在现代社会经济生活中起着十分重要的作用，然而在现实中桥梁的横向位移过大导致被破坏的现象时有发生。对在桥梁使用过程中引发的横向位移的监测已成了必不可少的环节，是确保行车安全的重要前提，是避免事故发生的必要措施，也是一种监测技术。所以，精确测量出桥墩横向位移的变化值，控制桥墩横向位移量，是保证安全的重要技术手段。

对墩顶横向位移常用的监测方法主要有部颁通用图反算算法、等效刚度法等

部颁通用图通过以下方法来反算目标桥墩的墩顶横向水平位移限值：目标桥墩墩顶的梁端水平折角达到1‰rad的限值时，假设目标桥墩相邻一孔(联)梁的另一侧梁端处的桥墩墩顶横向水平位移为零，然后根据目标桥墩相邻两孔(联)梁的交点距L与目标桥墩处梁端水平折角α₀的关系，推算目标桥墩的墩顶横向水平位移△，推算结果即为目标桥墩的墩顶横向水平位移限值。

桥墩墩顶的横向刚度一般都比较小，车振时振幅较大。墩顶横向刚度定义为单位横向位移时所需要的横向力，它是影响墩顶横向振幅大小的一个主要因素。采用等效刚度法估算轻型墩墩顶位移参考限值，其基本思想是首先计算出轻型墩墩顶的横向刚度K l(Kl可以根据轻型墩的结构形式，采用电算或结构力学方法得到),然后在轻型墩和实体墩具有相同高度的条件下，令轻型墩和实体墩(如标准设计的重力式桥墩)墩顶横向刚度相等，从中求出轻型墩等价于实体墩时的平均墩身横向宽度B，再根据B和墩高按照规定，判定该等价重力式桥墩属于高、中墩或低墩；然后再按照振幅限值公式计算出相应的横向最大振幅限值和最低横向振动基频的限值，确定墩顶横向位移限值。

这些方法具有工作难度大，计算的工作量大，操作起来比较繁琐，精度不够高的缺点。

专利号201420638549.9的专利提出了一种既有桩桩顶位移监测现场试验装置，通过全站仪观测棱镜的位置变化来计算桩顶位移，但这种方法对于基准点的稳定性不容易保证，且需保持在现场远离监测区域有一定的距离，并有实时的固定参考，操作过程繁琐，工作量大。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种测量车桥系统动力响应的模拟系统及方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种测量车桥系统动力响应的模拟系统，包括：

刚性支架：为П型，且底端与地面固定连接；

振动台：放置在刚性支架两底端之间的地面上，用于模拟列车行驶；

悬臂墩试件：上端与刚性支架的横梁固定连接，为固定端，下端为自由端；

C型支架：设置在振动台，侧面设置电容式加速度计Ⅲ，用于测量动态位移；

电容式加速度计Ⅰ：设置在悬臂墩试件的一侧，水平放置，用于测量垂直方向的加速度；

电容式加速度计Ⅱ：与电容式加速度计Ⅰ并列设置，竖直放置，用于测量振动方向上的加速度；